CN206653947U - 一种电动汽车动力电池*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车动力电池***，包括一套电池管理***、N个电池模块和N个开关器件；N个电池模块串联形成电池组；每个电池模块配套一个开关器件。电池管理***监测电池状态，根据电池状态判断电池是否还适合继续充放电，当某个电池模块中的电池出现故障不能继续充放电时，电池管理***控制与故障电池所在的电池模块配套的开关器件将该电池模块从电池组旁路；一个或多个电池模块从电池组中旁路后，电池组输出比原供电电压低的电压继续为电动汽车提供电力，驱动电机在较低的电压下工作，额定输出功率与最大输出功率稍有下降，但仍然可以驱动车辆行驶，用于电池故障后，车辆的跛行工作模式。本实用新型增强了电动汽车的可靠性和可维修性。

Description

一种电动汽车动力电池***
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车动力电池***，用于实现电动汽车动力电池组中有电池出现故障时电动汽车的跛行功能。
背景技术
电动汽车是我国汽车工业新的发展方向，目前我国电动汽车产业刚完成起步，即将进入快速发展时期。电池***是电动汽车最重要的组成部分。锂离子电池能量密度高，目前电动汽车的动力电池大多数采用锂离子电池。
车用锂离子动力电池组一般由多个电池模块串联构成，每个模块由多个电池串/并联构成。由于材料、工艺、设备等多方面的原因，锂离子动力电池的一致性是比较难保证的。一个电池组往往由数百个电池组成，这些电池难免存在不一致的情况。随着使用过程的进行，电池的不一致性将逐渐增大。一旦电池组中性能最差的电池不能够继续充放电，则需要整个电池组都停止工作。目前的一般做法是由电池管理***(BMS)采集电池参数，当有某个电池的电压低于设定的某限值时，电池管理***通知整车控制器进行限功率运行；当有某个电池的电压低于设定的最低下限值时(此时继续放电可能导致严重后果)，电池管理***将控制继电器将电池***的主回路断开，电池***停止向外供电，电动车辆抛锚。
例如，申请号为201410332570.0的专利申请文件公开了一种电动汽车动力电池。
该发明属于电动汽车制造技术领域，特指一种电动汽车动力电池，包括盒体和盒盖，盒体底部设置有将盒体内腔分割成若干个电池安装室和一个主控室的隔条，电池安装室内设置有电池组，主控室内安装有电池管理***，主控室一侧的盒体壁面上安装有冲放接口；电池组串联为一体并与电池管理***连接，电池管理***与充放接口连接；电池组由若干个互相串联的锂电池组成；相邻锂电池之间的串联线路上分别引出一条电压采集线至电池管理***。该发明的电池组使用寿命长，散热性能好，抗震效果更佳，安全可靠；本发明的布线简洁，易于装配和维护，电池在长期的使用过程中，如果有某节电池性能过差，需要更换，则拆卸简便。
该电动汽车电池***的不足是电池组由若干个互相串联的锂电池组成，串联环节只要有一个电池不能继续工作，会导致整个车辆抛锚。
因此，市场急需一种能够解决上述不足的电动汽车电池***。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可靠性强、可维修性好的电动汽车动力电池***。
为解决现有技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种电动汽车动力电池***，包括一套电池管理***、N个电池模块和N个开关器件；N个电池模块串联形成电池组；每个电池模块配套一个开关器件，开关器件用于将与之配套电池模块接入电池组或者将电池模块从电池组旁路出去；所述开关器件受控于电池管理***。
电池管理***监测电池状态，根据电池状态判断电池是否还适合继续充放电，当某个电池模块中的电池出现故障不能继续充放电时，电池管理***控制与故障电池所在的电池模块配套的开关器件将该电池模块从电池组旁路；一个或多个电池模块从电池组中旁路后，电池组输出比原供电电压低的电压继续为电动汽车提供电力，驱动电机在较低的电压下工作，额定输出功率与最大输出功率稍有下降，但仍然可以驱动车辆行驶，用于电池故障后，车辆的跛行工作模式。
所述开关器件为直流接触器或大功率电力开关管。
所述每个电池模块包括一个电池或相互串/并联连接的多个电池。
有益效果：
相对于其它电动汽车电池***，本实用新型较好地利用了电动汽车驱动电机工作电压范围宽的特点，在部分电池因故不能继续放电需要退出使用时，通过电池管理***及时将该部分电池所在的电池模块旁路，整个电池组仍然能够向电机继续供电，保证车辆行驶的基本要求，避免了电动车辆因部分电池的故障而抛锚。本实用新型能实现电动汽车动力电池组中有电池出现故障时电动汽车的跛行功能，对提高电动汽车的实用性有显著的作用。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的***结构示意图A；
图2为本实用新型一个实施例的***结构示意图B；
在附图中：
1-电池管理***；2-电池；31-直流接触器控制线圈；32-直流接触器触点。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步描述。
参照附图1所示，本实用新型公开了一种电动汽车动力电池***，包括一套电池管理***1，N个电池模块2和N个直流接触器3；直流接触器3由直流接触器控制线圈31和直流接触器触点32构成。
本实施例中N为8个，8个电池模块串联构成电池组。实际电池组中串联的电池模块个数可以为其它数目。
如图1所示，所述直流接触器3个数与电池模块数相同，每个电池模块配套一个直流接触器，直流接触器包含直流接触器控制线圈31和直流接触器触点32两部分；每个直流接触器有至少一对常开触点和一对常闭触点。每个直流接触器的常闭触点的左端触点与常开触点的左端触点连接在一起，常闭触点的右端触点与配套电池模块的正极相连，常开触点的右端触点则与配套电池模块的负极相连。
所述电池管理***1除具有一般电池管理***基本功能外还具有对每个直流接触器的控制功能。所述电池管理***1的输出控制端控制线路路数与直流接触器数量相同，每一路输出控制端的控制线路控制一个直流接触器。直流接触器控制线圈31一端接地，另一端与电池管理***的输出控制线路相连。
本实用新型一种电动汽车动力电池***共有两种供电工作模式，即正常供电模式和低压供电模式。
当电池工作状态正常时，采用正常供电模式，电池管理***不输出对直流接触器的驱动控制信号，直流接触器常开触点维持常开状态，常闭触点维持常闭状态。此时全部由直流接触器常闭触点导通电流。
当电池管理***检测到某个电池出现故障不能继续工作时，此时首先由电池管理***判断出该电池位于哪个电池模块内，然后输出对应的驱动控制信号，将该电池模块旁路。例如：电池管理***判断位于电池模块1内的某个电池故障不能继续工作时，电池管理***输出驱动控制信号给直流接触器的控制线圈J1。直流接触器J1动作，常闭触点断开，将电池模块1从电路中断开，同时其常开触点闭合，主电路从J1的常开触点连接到J2的常闭触点然后到电池模块2，后面的模块连接方式不变，实现将电池模块1从电池组中旁路出去的功能。此时电池组中串联的电池模块数减少一个则电池组的总电压相应降低。电池组提供比正常电压低的电压给驱动电机进行驱动，对车辆来说得到的最大驱动功率有所降低，但是车辆仍然能够行驶，不需要抛锚。
以96串的三元锂离子电池组为例，电池单体电压3.6伏，96串后的电池组总电压为345.6伏，如果每12串构成一个电池模块，则电池组由8个电池模块串联构成，每个电池模块43.2伏。当电池组中有一个电池不能继续工作，通过控制将其所在电池模块从电池组中旁路后电池组仍然可以给驱动电机提供302.4伏的电压。由于电动汽车驱动电机具有工作电压范围宽的特点，减少一个电池模块后，驱动电机仍然能够工作，电动车辆仍然可以继续行驶。此时电池管理***将输出故障代码给整车控制器，提醒驾驶员及时进行电池***维护。
如果有多个电池出现故障，不能继续放电，则将故障电池所在的多个电池模块都进行旁路，电池组的总电压将大大降低，提供给驱动电机的供电电压下降太多则会大大降低驱动电机的输出功率，车辆得到的驱动功率大大降低则电动车辆将只能以较低的车速跛行。此时电池管理***将输出更高级别的警告信号给整车控制器，提示车辆及时维修。
每个直流接触器的常闭触点与配套电池模块的负极相连，如图2所示，也可以达到相同的效果。另外，将直流接触器换成IGBT，例如将常开触点和常闭触点各用一个IGBT管替代，IGBT受电池管理***控制接通和断开，也可以达到相同效果，但是成本更高耗能更多。
总的来说，本实用新型提供的一种电动汽车动力电池***，能够将电池组中的不能继续供电的电池旁路，提供稍低的电压给驱动电机驱动车辆行驶，实现了电池故障后的电动车辆跛行工作模式，避免在路途中抛锚。

Claims (4)

1.一种电动汽车动力电池***，其特征在于，包括一套电池管理***、N个电池模块和N个开关器件；N个电池模块串联形成电池组；每个电池模块配套一个开关器件，开关器件用于将与之配套电池模块接入电池组或者将电池模块从电池组旁路出去；所述开关器件受控于电池管理***。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池***，其特征在于，所述开关器件为直流接触器。
3.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池***，其特征在于，所述开关器件为电力开关管。
4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池***，其特征在于，所述每个电池模块包括一个电池或相互串/并联连接的多个电池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112352345A (zh) * 2018-06-29 2021-02-09 罗伯特·博世有限公司 电动车辆用的电池***、运行电池***的方法及电动车辆
CN112440821A (zh) * 2020-11-30 2021-03-05 奇瑞商用车（安徽）有限公司 一种动力电池分组分区利用控制***及方法

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